(57)【要約】【課題】インクジェットによる薄膜の修正においては、修正部位である凹部より修正用インクが溢れ出てしまい修正できない。凹部からの溢れを抑制するためには、予め、基板全面を撥液処理しておかなければならなかった。【解決手段】ＴＦＴ液晶パネル等の絶縁層５上の異物６を含む修正部位よりも広い面積に、予め、インクジェットヘッド１により前処理用インクを塗布して前処理塗布部７を形成した後、修正する部位を除去して凹部８を形成し、その後、必要な膜厚にインクジェットヘッド１により修正用インクを１回或いは数回に分けて塗布して修正塗布部９を形成する。前処理用インクは、修正用インクに対し高い撥液性を有するので、予め塗布した前処理用インクにより、薄膜を形成したい周辺部分の撥液性を制御することができ、修正用インクの広がりを制御して所望の部位に薄膜を形成することができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットを用いて薄膜の修正を行う薄膜の部分的形成方法において、乾燥させた部位の修正用インクに対する撥液性が前記修正用インクを塗布する部位の底面の撥液性に比べて高い撥液性の前処理用インクを、予め、修正する部位よりも広い面積になるようにインクジェットにより塗布する工程と、その後、前記修正する部位を除去する工程と、前記修正用インクをインクジェットにより前記修正する部位に塗布する工程とを含むことを特徴とする薄膜の部分的形成方法。
【請求項２】
前記前処理用インクを乾燥させた部位の前記修正用インクに対する接触角が前記修正する部位の底面の接触角より１０°以上高いことを特徴とする請求項１記載の薄膜の部分的形成方法。
【請求項３】
前記修正する部位よりも広い面積に前記前処理用インクを塗布する前に、塗布部の前記前処理用インクに対する親液性を向上させる処理を行うことを特徴とする請求項１記載の薄膜の部分的形成方法。
【請求項４】
前記親液性を向上させる処理は、紫外線照射、溶媒塗布、表面粗化、界面活性剤塗布、洗浄の何れかの処理であることを特徴とする請求項３記載の薄膜の部分的形成方法。
【請求項５】
前記修正する部位の除去は、紫外線レーザの照射により行うことを特徴とする請求項１記載の薄膜の部分的形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜の部分的形成方法に関し、特に、ＴＦＴ液晶パネル等の薄膜プロセスにおいて、薄膜に部分的に生じた微小な欠陥の修正等に応用可能な、部分的な薄膜の形成技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＴＦＴ液晶パネル等の薄膜プロセスにおいて、形成した薄膜に部分的に欠陥等が生じると、パネルの不良へと繋がってしまう。これらの欠陥を検出し、修正を行うことで良品とすることは可能であり、従来においても、特許文献１のように、レーザ光照射により欠陥領域を取り除き、インクジェットヘッドにより材料を吐出し、塗布することで欠陥を修正する等の方法は提案されている。
【０００３】
しかし、インクジェットに用いるインクは、固形成分を溶媒中に溶解させているため、通常、所望量の固形分を含んだインクの量はその固形分量よりも多くなることと、修正には欠陥を有する薄膜材料と同一もしくは同系の材料を含むインクが用いられることが多く、インクと薄膜との親和性が高いことから、特許文献１による方法では、修正インクが凹部に留まらず溢れてしまい、所望の形状に凹部を修正することができなかった。
【０００４】
この溢れを抑制するために、特許文献２には、液滴の塗布部分の周囲に撥液部をフォトリソグラフィ技術を用いて予め形成し、液滴の広がりを制御する方法が提案されている。
また、特許文献３には、予め全面を撥液化処理しておき、塗布部のみを酸あるいはアルカリ溶液にて親液化処理する方法が提案されている。
更に、特許文献４には、予め加熱した基板に対して、液滴を塗布することで液滴の広がりを制御する方法が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−２７１７５２号公報
【特許文献２】特開２０００−１９３８１６号公報
【特許文献３】特開２０００−３３６９８号公報
【特許文献４】特開２００３−１３３６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献２，３に記載の方法では、部分的な塗布を行う場合でも、予め、撥液化処理を基板全面に施しておく必要があり、特に、不良部の修正を行う目的で用いる場合には、発生するかどうか不確定な事象に備えて余計な工程を行う必要があり、コスト上昇要因となってしまう問題を有していた。更にこの撥液部は、本来のデバイス工程には無い工程であり、言いかえれば、デバイス動作には不要な部分であるため、後工程で撥液部が悪影響を及ぼすような場合には、再度基板全体を処理し、撥液部を取り除く必要がある等、更に工程が煩雑になってしまう問題があった。また、特許文献４に記載の方法を用いれば、基板全体への事前の処理は必要なくなるものの、高い精度が必要な工程で、基板あるいはステージを加熱する必要があり、特に、液晶パネルのように大型の基板に対して加熱を行うことは、現実的ではなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明者等が鋭意研究を重ねた結果、インクジェットを用いて、薄膜を形成する材料を含むインクを塗布し、凹部に選択的に薄膜を形成する工程において、まず、乾燥させた部位の修正用インクに対する撥液性が修正用インクを塗布する部位の底面の撥液性に比べて高いインク（以下、前処理用インクと称す）を、予め、修正する部位よりも広い面積になるようにインクジェットを用いて塗布し、その後、修正を行う部位の除去を行った後、必要な膜厚に相当する修正用インクをインクジェットにより１回あるいは数回に分けて修正する部位に塗布することで、安定して部分的に薄膜を形成できることを見出した。
【０００７】
請求項１の発明は、インクジェットを用いて薄膜の修正を行う薄膜の部分的形成方法において、乾燥させた部位の修正用インクに対する撥液性が前記修正用インクを塗布する部位の底面の撥液性に比べて高い撥液性の前処理用インクを、予め、修正する部位よりも広い面積になるようにインクジェットにより塗布する工程と、その後、前記修正する部位を除去する工程と、前記修正用インクをインクジェットにより前記修正する部位に塗布する工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の薄膜の部分的形成方法において、前記前処理用インクを乾燥させた部位の前記修正用インクに対する接触角が前記修正する部位の底面の接触角より１０°以上高いことを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１記載の薄膜の部分的形成方法において、前記修正する部位よりも広い面積に前記前処理用インクを塗布する前に、塗布部の前記前処理用インクに対する親液性を向上させる処理を行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３記載の薄膜の部分的形成方法において、前記親液性を向上させる処理は、紫外線照射、溶媒塗布、表面粗化、界面活性剤塗布、洗浄の何れかの処理であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１記載の薄膜の部分的形成方法において、前記修正する部位の除去は、紫外線レーザの照射により行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の効果は、インクジェットを用いて薄膜の修正を行う薄膜の部分的形成方法において、乾燥させた部位の修正用インクに対する撥液性が前記修正用インクを塗布する部位の底面の撥液性に比べて高い撥液性の前処理用インクを、予め、修正を行う部位よりも広い面積になるようにインクジェットにより塗布した後、修正を行う部位を除去し、その後、必要な膜厚に相当する前記修正用インクをインクジェットにより１回あるいは数回に分けて塗布するため、予め塗布した前処理用インクにより、薄膜を形成したい周辺部分の撥液性を制御することができ、修正用インクの広がりを制御して所望の部位に薄膜を形成することができる。
【００１３】
本発明の第２の効果は、予め塗布する前処理用インクを乾燥させた部分の修正用インクに対する接触角が、修正を行う部位の底面の接触角よりも１０°以上高い前処理用インクを用いるため、安定して所望の部位に修正用インクを塗布することができる。
【００１４】
本発明の第３の効果は、修正を行う部位よりも広い面積に撥液性の高い前処理用インクを塗布する前に、塗布部の前処理用インクに対する親液性を向上させる処理を行うため、少ない塗布量で広い面積に前処理用インクを塗布することができ、且つ、前処理用インクにより形成される膜厚をより薄く制御することができる。
【００１５】
本発明の第４の効果は、前記親液性を向上させる処理は、ＵＶ照射、溶媒塗布、表面粗化、界面活性剤塗布、洗浄の何れかの方法により行うようにしたので、確実に前処理用インクに対する親液性を向上させることができる。
【００１６】
本発明の第５の効果は、修正を行う部位の除去は、ＵＶレーザの照射により行うようにしたため、予め前処理用インクを塗布した除去部外周の処理部を損なうこと無く修正を行う部位のみを除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に係る薄膜の部分的形成方法は、まず、部分的に薄膜を形成したい部位に対して、前処理用インクをレーザ等によるトリミングを行う部位よりも広くなるようにインクジェットにより塗布し乾燥させる。次いで、修正を行う部位をレーザ等を用いて除去する。次に、インクジェットを用いて、修正用インクを塗布・充填し修正を行う。この際、所望の膜厚となるように液滴量を調整するが、インク中の固形分含有量が小さく、成膜体積に比べて塗布量が多くなる場合には、数回に分けて既塗布液滴の体積を乾燥により制御しながら塗布することもできる。更には、前処理を行う際、前処理用インクと塗布部の濡れ性が悪く、前処理用インクを薄く均一に塗布するのが困難な場合には、前処理を行なう部位に対して、予め、濡れ性を向上させる処理を行うことで、安定して前処理を行なうことができるようになり、その結果、安定して修正塗布が行えるようになる。
【実施例１】
【００１８】
以下、実施例に基づき、本発明を詳細に説明する。
図４はＴＦＴ液晶パネルの画素の構造を模式的に示す図で、図４（Ａ）は平面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
上下ガラス基板４，４上に格子状に配置されたゲート配線１０、ソース配線１１からなる配線パターンの中に、透明電極１３，１３が形成され、対向するガラス基板上の透明電極１３，１３間に液晶１４が封入され、透明電極１３，１３間に電圧を印加することで、液晶分子の配向を変化させ、光の透過量を制御し表示を行う。ここで、表示品位を保つためには、上下透明電極１３，１３間のギャップを高精度に制御する必要がある。即ち、透明電極１３下部の絶縁層５等に不良が発生した場合には、その部分の絶縁膜の除去等を行なった後、再度絶縁膜を塗布し、絶縁膜を平坦にすることが重要になる。
【００１９】
以下、実施例1の修正プロセスを例に本発明を説明する。
図５は異物欠陥を有する基板を模式的に示す断面図であり、図６は図５に示す異物欠陥を除去する方法を工程順に示す図である。
図５は、透明電極１３を下部の絶縁層５まで形成したガラス基板４において、絶縁層５中への異物６の巻き込みにより、絶縁層５上面が凸状の欠陥となった基板を示している。
【００２０】
図６（Ａ）に示す欠陥は、次のようにして修正される。
異物６を含む領域の絶縁層５に対して、先ず、前処理用インクを用いて前処理塗布部７を後続して行われる欠陥部の除去よりも広くなるようにインクジェットヘッド１を用いて形成し（図６（Ｂ））、赤外線ランプ２を照射し乾燥させる（図６（Ｃ））。次に、異物６を含む欠陥部に対して紫外線（ＵＶ）レーザ装置３を用いて紫外線（ＵＶ）レーザを照射し、絶縁層５毎に欠陥部を除去して凹部８を形成する（図６（Ｄ））。
次に、凹部８に対して修正用インクの塗布をインクジェットヘッド1を用いて１回当り５滴吐出して塗布し（図６（Ｅ））、１回塗布する毎に赤外線ランプ２を用いた赤外線照射による中間乾燥を行いながら４回繰り返し、凹部８に修正塗布部９を形成して修正する。
図１は実施例1の修正方法による修正後の凹部断面形状測定結果を示す図である。
【００２１】
比較例１として、前処理用インクの塗布を行わない場合についても検討した。この場合も、前処理用インクの塗布以外のプロセスは実施例１と同様とした。
更に、比較例２として、欠陥部の除去を前処理用インクの塗布前に行った場合についても検討した。この場合は、前処理用インクの塗布は、欠陥除去部に対して除去部を溢れるように行なった。その後のプロセスは、実施例１と同様とした。
図２，３はそれぞれ比較例２，３の修正方法による修正後の凹部断面形状測定結果を示す図である。
【００２２】
図１，２，３の比較から明らかなように、実施例１の修正方法では、前処理塗布部７のインク塗布を行った後に形成された凹部の額縁部分の撥液性が、修正用インクの溢れを抑制し、凹部８の充填が行なわれ修正塗布部９が形成されていることがわかる。これに対して、前処理塗布部７のインク塗布を行わなかった場合には、修正用インクの溢れを抑制できず、凹部８に充填することはできなかった。また、凹部８を形成後に、前処理用インクを塗布し前処理塗布部７を形成した場合には、液滴つまり修正用インクが溢れる部分、凹部８内で未充填の部分ができてしまう部分等が発生し、安定して充填を行うことができなかった。
【実施例２】
【００２３】
次に、前処理用インクの撥液性の違いによる影響を調べた。前処理部の修正用インクに対する撥液性が、接触角で概ね１０°、１５°、２０°、２５°の前処理用インクを用いて修正の検討を行った。前処理用インクの接触角は、処理部に修正用インクを滴下し、その接触角を接触角計を用いて測定した。なお、接触角計の読み取り誤差等により、特に接触角の小さい場合において、最大で±５°程度の測定誤差を含むと考えられる。しかし、それらの大小関係については、入れ替わりのないことは、別の手法により確認している。また、ＵＶレーザにより除去した底面の修正用インクに対する接触角についても測定し、約５°程度であることを確認した。修正方法は、実施例１で説明した修正方法、比較例２で説明した修正方法と同様とした。
【００２４】
表１は実施例１の修正方法、比較例２の修正方法において、前処理用インクの修正用インクに対する接触角を変化させたとき、接触角と修正用インクが凹部に充填する形状例との関係をまとめた表である。
表１から明らかなように、修正用インクの溢れを抑制したい前処理部と修正用インクを充填したい部分の接触角の差が１０°以上であれば、修正用インクが凹部８から溢れることを抑制しつつ、均一に充填可能なことがわかる。
【００２５】
【表１】
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【実施例３】
【００２６】
次に、実施例１の修正方法とは処理方法が異なる基板で、実施例１の修正方法の場合よりも、絶縁膜の前処理用インクに対する親液性が弱い基板に対して修正を行った。前処理用インクに対する親液性が弱い基板の場合、後に行うＵＶレーザによる除去部よりも広い領域に前処理用インクを塗布することが困難になることが予想されるため、予め、前処理用インクを塗布する部分にすなわち、後に行う除去する部分より広い部分にＵＶレーザを照射し、凹部の額縁部に相当する部分のインクに対する親液性を向上させる処理を行った。その基板に対して、実施例１と同様の修正方法により、修正検討を行った。比較例３として、親液性向上の処理を行っていない場合についても、実施例１と同様の方法により修正を行った。その結果、親液性を向上させる処理を行った実施例３のものについては、前処理用インクがレーザ照射による親液性向上部に容易に濡れ広がり、実施例１の場合と同様に修正することができた。
【００２７】
しかし、親液性向上処理を行っていない比較例３の修正方法では、前処理用インクの濡れ広がりが不十分で、欠陥除去より広くできなかったため、修正塗布時に修正用インクの溢れを抑制することができなかった。この場合にも前処理用インクの塗布量を増加させることで、前処理部の面積を増加させることは可能であるが、基板の親液性のバラツキ等で、塗布量の調整が必要なことから、親液性向上処理を行うことが、修正を安定させる上で有効になるといえる。
【００２８】
なお、以上説明した実施例では、異物の巻き込みの欠陥に関する場合について説明したが、絶縁膜の剥がれ欠陥等に関しても有効なことはいうまでも無く、その場合は、剥がれ部を溢れるように前処理用インクを塗布し、少なくとも剥がれ部の底面の前処理部を除去することで修正が可能になる。
【００２９】
また、実施例１〜３の修正方法では、乾燥を促進させる目的で、赤外線ランプを用いた赤外線照射を行なったが、これは本発明を何ら限定するものではなく、他の乾燥手段を用いても、あるいは、自然乾燥を行っても有効であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例1の薄膜の部分的成形方法を用いて、欠陥修正を行った後の凹部断面形状測定結果を示す図である。
【図２】比較例1の薄膜の部分的成形方法を用いて、欠陥修正を行った後の凹部断面形状測定結果を示す図である。
【図３】比較例２の薄膜の部分的成形方法を用いて、欠陥修正を行った後の凹部断面形状測定結果を示す図である。
【図４】ＴＦＴ液晶パネルの画素の構造を模式的に示す図で、図４（Ａ）は平面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図５】異物欠陥を有する基板を模式的に示す断面図である。
【図６】異物欠陥を除去する方法を工程順に示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…インクジェットヘッド、２…赤外線ランプ、３…紫外線レーザ装置、４…ガラス基板、５…絶縁層、６…異物、７…前処理塗布部、８…凹部、９…修正塗布部、１０…ゲート配線、１１…ソース配線、１２…半導体層、１３…透明電極、１４…液晶。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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